汽轮发电机组轴系扭振应力分析系统的模型设计

轴系扭振应力分析系统(TSA)对于机组的扭振事故分析、经济运行及安全保证是十分必要的。本文对TSA涉及的扭振响应模型、电气和蒸汽激振模型、疲劳损伤模型、热暂态模型、扭振振幅监测、模型参数识别及系统功能进行了设计和研究,对TSA的实现提供了坚实的基础。     

大型汽轮发电机组快关汽门技术及轴系扭振监测分析系统

轴系扭振是大机组机网协调运行中的重要问题。本项目结合工程实践,对轴系扭振本征特性、电网异常工况和实施快关过程中轴系扭振响应、扭振疲劳强度分析以及扭振应力在线监测技术进行了全面深入的理论研究和实验,并以此为基础结合火电厂快关汽门的实际需要,对200 MW、300 MW、600 MW等各型机组的轴系扭振固有频率和振型进行了计算和实测;从固有频率和模态振型两方面对轴系扭振特性进行评价,对电网异常工况和汽门快控对轴系扭振影响及轴系扭应力分布进行了计算分析,建立了具有参数辨识及自适应功能的轴系扭振快速响应模型;以此为核心研制了扭振应力在线监测与分析装置,并在国内十余台机组上投入了运行,成为监督大机组轴系扭振的有效手段,为机组实施快关汽门技术的评价提供了可靠的数据。     

大型半速核电发电机转子轴系的扭振疲劳损耗

利用电力系统机网相互作用数字仿真程序MANDISP,专门对某大型核电半速机组发电机转子轴系扭振疲劳特性展开研究,计算大机组的轴系扭振频率、典型电网扰动冲击情况下的扭应力以及扭振疲劳寿命损耗等重要技术参数。并将其与现有行业标准进行对比分析,用于指导该发电机组轴系设计。     

元宝山电厂300MW机组扭振试验及在线监测

根据元宝山电厂地处辽西电网末端、长距离输电及电网稳定性差的现实条件，结合快关汽门的实施，对其３００ＭＷ机组轴系扭振可靠性进行了理论分析和现场实测。在此基础上，加装了轴系扭振应力在线监测装置，并多次成功地监测到各种原因导致的轴系扭振故障，成为机组轴系运行的可靠保障，同时作为机组／电网接口监视手段，对机组／电网协调运行发挥了重要作用。     

大型汽轮发电机组轴系扭振问题的探讨

在总结概括国内外有关专家大量工作的基础上,介绍了大型汽轮发电机轴系扭振的形成机理,导致轴系扭振的几种电力系统电气扰动,轴系扭振机电数学模型的建立、预防和抑制轴系扭振的方法以及机组固有扭振频率的实机测试。     

风火捆绑经HVDC送电引起轴系扭振研究

风机轴系考虑为多质块模型时,风电场经高压直流输送电力有可能引起次同步轴系扭振。当风电与附近火电机组捆绑送电时,有助于提高风电系统稳定性。但当系统发生扰动时,风电机组和火电机组均将产生严重的轴系扭振现象。本文首先分析风机轴系扭振产生机理,然后基于整体最小二乘-旋转不变技术估计信号参数(TLS-ESPRIT)辨识出在风机轴系和汽轮机轴系固有扭振模态下的系统传递函数,进而基于射影定理针对每个扭振模态设计阻尼控制器以实现分层控制,最后将阻尼控制器输出信号叠加到直流输电整流侧定电流主控制器上,实现轴系扭振的抑制。建立风电场与火电机组捆绑送电模型并进行仿真,仿真结果表明,设计的分层控制器可有效提高轴系固有扭振模态的阻尼比,可使轴系模块间的扭振迅速衰减,有效提高了电力系统稳定性,控制器阶数较低,便于实际工程实现,且具有较高的鲁棒性。     

短路及重合闸过程汽轮发电机轴系扭振的计算分析

鉴于大型汽轮发电机组在运行中多次发生因轴系扭振而损坏的重大事故，文中结合国产２００ＭＷ汽轮发电机组，采用多段集中质量轴系模型和雷卡迪传递矩阵法，对单机无穷大系统中，发电机组附近电网短路及重合闸过程中的机组轴系扭振进行了详细的仿真计算，并对轴系各轴段之间的扭振大小，以及扭振的机理进行了比较和分析，所得结论为大型汽输发电机组的 安全运行及研制提供了一些理论依据。     

系统扰动对600MW机组轴系扭振影响及防范措施

结合600 MW发电机组运行实际情况,阐述了系统扰动与600 MW汽轮发电机组轴系扭振问题。全面叙述系统扰动对轴系扭振的响应、轴系扭振的特点、电气扰动对轴系扭振的影响分析、轴系疲劳寿命损耗监测等,并进一步提出轴系扭振的抑制和防范措施,供600 MW汽轮发电机组工作人员借鉴参考。     

大型汽轮发电机组轴系扭振问题的探讨

在总结概括国内外有关专家大量工作的基础上，介绍了大型汽轮发电机轴系扭振的形成机量，导致轴系扭振的几种电力系统电气扰动，国系扭振机电数学模型的建立，预防和抑制轴系扭振的方法以及机组固有扭振频率的实机测试。     

汽轮发电机组轴系扭振固有频率现场测定与分析

文章详细介绍了镇海发电厂5号机组轴系扭振固有频率的现场测试过程，并对其进行了分析与比较。同时对扭振试验过程中的测点布置、激振方式、频谱分析等几个关键问题进行了深入的讨论。供大型机组扭振试验参考。     

汽轮发电机组轴系扭振模型参数识别方法

扭振在线监测和保护设备的扭应力分析精度取决于汽轮发电机组轴系扭振模型与实际轴系在扭振固有特性上的一致性。然而,在模化过程中模型的刚度往往容易出现误差,从而影响扭振分析的准确性。为了估算出模型的扭转刚度参数并消除其扭振固有特性误差,提出了一种通过建立刚度参数微增量与模型固有特性变化量之间的关系方程,求解刚度参数调整量的参数识别方法。经过反复迭代,调整后模型的扭振固有特性可与实测结果非常接近,从而保证扭振应力分析的准确性。     

基于小波变换的扭振测量方法

扭振对汽轮发电机组安全性的影响自20世纪70年代初就引起了汽轮机行业的密切关注。但是现今市场上扭振测试仪器大多价格昂贵、调试困难,制约了扭振测量的普及和发展,为电厂的安全运行埋下了事故隐患。本文提出了一种间接测量扭振的测试方法,即由电机的定子电流来检测轴的扭转振动,采用数字化电流测量和小波分析来实现扭振的间接测量。     

汽轮发电机组轴系扭振的激光测试技术

介绍了一种先进的激光扭振测试技术。简要地介绍了激光扭振测试技术的原理、特点及在实验室的实际应用情况。指出激光扭振测试技术具有宽广的转速适测范围、非接触、全自动、测量精度高和测量方便等优点,应用时不需要改动待测轴系,安全性好、适用面广。该技术在监测汽轮发电机组轴系的扭振、测量机组轴系扭振固有频率、提高机组运行的安全性等方面有良好的应用前景。     

基于发电机扭矩的轴系快速疲劳损伤评价方法研究

通过大型汽轮机组的全尺寸模型模态分析结合轴系扭振基础分析,提出了一种基于发电机扭矩的轴系扭振疲劳损伤评估方法,并采用瞬态分析的方法进行了验证。该方法可绕开测速齿轮和扭振传感器,直接利用发电机端电磁转矩进行疲劳损伤评价,同时也可与基于汽轮机机头扭角数据的轴系扭振损伤评估方法相配合,提高电厂轴系扭振疲劳损伤评估的可靠性和准确性。     

300MW汽轮发电机组扭振的模拟试验研究

对东方３００ＭＷ汽轮发电机组的扭振进行了模拟试验研究,设计并制造了扭振模拟机及其扭振试验与测试系统,测试并分析了该模拟机的扭振特性。试验结果表明,扭振模拟机的前几阶扭振固有频率和振型与被模拟对象基本吻合,可以用来研究被模拟对象的扭振响应特性及其与电系统的耦合互作用规律。     

国产600MW汽轮机组轴系扭振设计专题的研究

根据国内对大机组轴系扭振的研究近况,对轴系扭振过程中的随机性、快关汽门与轴系扭力矩的相对关系进行了计算分析和定性研究,并首次在大机组轴系研究领域中提出电力系统动态行为过程中“机电一体化”的新概念。     

不平衡转子弯扭振动相互影响的实验研究

弯曲振动和扭转振动是转子振动的两种基本形式,转子的不平衡因素使这两种形式的振动发生联系。转子在一定程度上均存在不平衡,因此实际转子的弯曲振动和扭转振动两者之间存在相互影响和作用。转子动力学的纯弯曲振动理论和纯扭转振动理论一般不能解释这一现象。本文尝试从实验上对这种相互影响和作用现象加以验证。     

电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振响应

电网故障引起的电磁转矩波动易造成风电机组轴系扭振疲劳损耗,严重时会造成轴系故障,有必要研究不同类型电网故障下风电机组传动链扭振响应及其对关键部件的影响。首先,采用集中质量法,考虑叶片柔性建立了风电机组传动链四质量块模型,基于小信号模型,采用模态分析法对风电机组传动链扭振特性进行分析。其次,为了表征不同故障类型对风电机组传动链轴系扭振的影响,在双馈发电机电磁暂态模型的基础上,推导了电网对称与不对称故障下电磁转矩表达式。最后,基于四质量块传动链模型,仿真分析了单相、两相和三相接地电网故障对机组传动链扭振响应的影响。结果表明,不同类型电网故障会影响不同传动链扭振频率及其不同关键部件;三相接地电网故障引起的传动链扭振幅值大,齿轮箱和发电机转子间轴上传递转矩可以较全面反映扭振响应频率;与传动链其他部件相比,发电机转子受到电网故障影响更大。     

基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略

针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。